20世纪太阳能科技发展的回顾与展望

世界上第一台太阳灶的设计者是法国人穆肖，他在1860年奉法皇之命开发抛物镜太阳灶，供在非洲的 法军使用。本世纪以来，不少国家对太阳灶进行了研究，有的还利用热管技术和光学原理研制室内太阳灶，但 从总体而言，世界上太阳灶使用量不大。 我国第一台太阳灶于1956年诞生在上海。经过几十年的努力，目前全国太阳灶的保有量达到30余万 台，成为世界上推广应用太阳灶最多的国家。 太阳灶基本上可分为热箱式和聚光式两大类：热箱式太阳灶结构简单、成本低、使用方便，但功率有限， 温度不高，只适合蒸、炯、烤食物，而且炊事时间长，使用上限制较大。现在绝大多数使用的是聚光式太阳灶， 其炊事功率大，温度高，炊事时间短，适用性强。我国在抛物镜聚光太阳灶设计中提出的“偏轴聚光”和“三圆 计算作图法”具有独创性，丰富了太阳灶的设计理论，提高了太阳灶的使用性能。 3．7太阳能干燥 70年代以后，世界上建成一批太阳

能干燥装置。到80年代未、国外建成面积超过500m²的太阳能干燥 器有7座，其中美国4座，印度2座，阿根廷1座。1978年投入运行的美国加州太阳能葡萄干燥器，是世界上 最大的太阳能干燥器，集热器面积达1951m²，有396m²岩石贮热床，每天可干燥6-7吨葡萄。此外，国外也 有一些小型太阳能干燥器，如巴西有一种商用小型香蕉干燥器，集热器面积3． 5m²，干燥箱体积1m³，干燥 500个香蕉两天后即可出售。 70年代以后，我国太阳能干燥器迅速发展，尤其在农村，对许多农副产品开展了太阳能干燥试验。 1976一1986年间，各地建成60座左右太阳能干燥器，总采光面积达5000m²，但由于缺乏理论指导，这些干 燥器大部分设计不够合理，使用效果较差，有的很快不能使用。经过“六五”科技攻关，我国太阳能干燥的 研究和应用水平有了较大提高，尤其建成的多座太阳能干燥示范装置，起到了示范推动作用。目前全国建成 的太阳能干燥装置，总采光面积已达15000m²，但由于干燥物料的多样性和干燥工艺不同，农副产品的干燥又 有季节性特点，太阳能干燥器在实现产业化和商业化方面困难较大。 3．8太阳能制冷与空调 1960年，世界上第一套太阳能氨一水吸收式空调系统在美国建成，制冷能力为5冷吨。 70年代以后，随着 主动式太阳房的发展，太阳能制冷与空调也得到了发展，如日本在1974年竣工的八崎太阳房，装有澳化卧 水太阳能吸收式制冷装置，制冷能力为1．3冷吨，1978年以后日本兴建了80座八崎太阳房。1984-1990年 在美国加州建成带贮热装置和辅助能源的三套太阳能吸收式空调系统，其中一套集热面积为149m²，以天然 气为辅助能源，制冷能力10冷吨。 70年代以后，我国也开始进行太阳能制冷和空调研究，研制成几台小型实验性制冰机，其中有氨。水和 澳化钾-水吸收式制冰机以及固体吸附式制冰机。同时，对太阳能空调也进行了试验研究，先后建成几套小型 空调系统。此外，还开展了太阳能除湿式降温和辐射降温试验。1998年，广东江门100kw太阳能空调系统投 入运行，采用500m²集热器供热，燃油炉作为辅助热源，两级吸收式澳化钾制冷机制冷，达到了实用要求。 1999年，山东乳山100kw太阳能空调系统投入运行，采用热管式真空管集热器供热，目前，家用太阳能吸附 式空调样机已研制成功，即将投入商业化生产。 3．9太阳能其它利用 （1）海水淡化 地球上97％是海水，淡水仅占3％，而且分布不均匀，有的地方淡水资源极为缺乏。于是，在1872年世界 上第一座太阳能蒸馏器在智利诞生了，利用太阳能进行海水淡化，日产淡水17．7吨，一直工作到1910年。到 1974年，世界上建造的大型太阳能蒸馏器已有25座，其中日产淡水：吨以上的有十几座，最大的一座面积 达8640m²，日产淡水28． 08吨。 80年代以后，建造大型太阳能海水淡化装置的报道较少。 70年代，我国在海南歧蜈洲岛和西沙中建岛分别建成蒸发面积385m²、日产淡水1吨和蒸发面积50m²、 日产淡水0.2吨太阳能蒸馏器各一座。 （2）太阳炉 将阳光高倍聚光，在焦斑处可获得高温，最高达3500℃左右。利用这一高温能进行冶金、耐火材料、高温 化学反应等实验，且实验环境特别洁净。1921年，德国科学家设计了一个由抛物面聚光器和透镜组成的太阳 炉。 1933年又建造了一座聚光器和定日镜组成的太阳炉。1951年，美国制成开口直径3m的抛物镜太阳炉。 1952年，法国在比利牛斯山上建成世界上第一座大型太阳炉，功率达50kW，此后，美国、日本也相继建成了 一批功率为60-100kW的大型太阳炉。70年代，法国又在比利牛斯山奥德约设计建造了目前世界上最大的 太阳炉，输出功率

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